Động cơ tiêm kích - nỗi đau kéo dài của Trung Quốc

[goodidea]

Trung Quốc đạt một số bước tiến sau vô vàn khó khăn trong phát triển động cơ nội địa cho tiêm kích, song màn trình diễn của J-35 vẫn gây thất vọng.

Mạng xã hội Trung Quốc tuần này chia sẻ video cho thấy tiêm kích tàng hình J-35 nước này xả khói đen khi bay thử nghiệm trước thềm khai mạc triển lãm hàng không quốc tế Chu Hải.

Theo các chuyên gia quân sự, khói đen xuất hiện là dấu hiệu cho thấy động cơ không đốt cháy toàn bộ nhiên liệu, tạo ra nhiều muội than ở ống xả, đặc biệt là khi đột ngột tăng tốc.

Dù đây là hiện tượng bình thường với động cơ tuốc-bin phản lực khi bay, quân đội các nước đều tìm mọi cách nâng cao hiệu suất động cơ để giảm thiểu khói đen, bởi luồng xả đen kịt như vậy có thể khiến tiêm kích dễ bị đối phương phát hiện từ xa bằng mắt thường hoặc thiết bị quang học.

Hầu hết các máy bay tàng hình thế hệ thứ 5 của Mỹ và Nga đều đã khắc phục triệt để hiện tượng xả khói đen. Bởi vậy, màn trình diễn của tiêm kích J-25 Trung Quốc đã khiến nhiều người xem thất vọng. Một tài khoản mạng xã hội Trung Quốc nhận định video trên cho thấy công nghệ động cơ phản lực cho tiêm kích nước này vẫn "tụt hậu rất xa" so với Mỹ.

Ba tiêm kích J-35 xuất hiện ở triển lãm Chu Hải đều được gắn động cơ nội địa, gồm hai chiếc sử dụng động cơ WS-21, chiếc còn lại được lắp dòng WS-19. Những động cơ này được ví như "trái tim" của tiêm kích và ngành công nghiệp quốc phòng Trung Quốc đã dồn rất nhiều tâm sức để làm chủ công nghệ này.

WS-21 là biến thể cải tiến sâu của WS-13, động cơ nội địa được Trung Quốc chế tạo bằng cách lấy lại phần lớn thiết kế và linh kiện từ dòng RD-93 của Nga, chỉ áp dụng một số chỉnh sửa nhỏ. RD-93 là bản nâng cấp của động cơ Klimov RD-33 trên tiêm kích MiG-29, vốn cũng có nhược điểm là xả nhiều khói đen.

WS-19 sở hữu kích thước và hình dáng tương đồng với WS-13, song sở hữu thiết kế hoàn toàn mới và ứng dụng nhiều công nghệ từ dòng WS-15 của tiêm kích tàng hình J-20.

Không rõ chiếc J-35A xả khói đen trong video được trang bị động cơ gì, song nó dường như chưa đáp ứng được tiêu chuẩn cần thiết để lắp đặt trên tiêm kích tàng hình.

Phát triển động cơ phản lực hiệu suất cao từ lâu đã được coi là "gót chân Achilles" của ngành công nghiệp hàng không Trung Quốc. Các dòng máy bay quân sự chính của nước này từng phải phụ thuộc vào động cơ do Nga cung cấp trong thời gian dài.

Bắc Kinh đã nỗ lực tự chế tạo động cơ, chủ yếu bằng cách ứng dụng kỹ thuật đảo ngược để sao chép các dòng của Moskva, song gặp rất nhiều khó khăn. WS-10A, một trong những động cơ nội địa đầu tiên của Trung Quốc và được phát triển từ những năm 1980, thường xuyên bị hỏng chỉ sau khoảng 30 giờ hoạt động.

Lưu Đại Tường, phó chủ tịch ủy ban khoa học và công nghệ của Tập đoàn Công nghiệp Hàng không Trung Quốc, năm 2020 thừa nhận nước này phải đối mặt "thách thức chưa từng có" trong nỗ lực phát triển động cơ phản lực nội địa, nhưng khẳng định đây là "nhiệm vụ chính trị nghiêm túc và cấp bách".

Bất chấp nhiều thất bại, Trung Quốc đạt được một số tiến bộ nhất định trong phát triển động cơ phản lực. Các biến thể mới của động cơ WS-10 dần được hoàn thiện và lắp cho một số tiêm kích nội địa thế hệ 4, trong đó có J-16 hay J-10B.

Trong triển lãm hàng không Chu Hải 2018, một tiêm kích J-10B lắp biến thể động cơ WS-10 sử dụng hệ thống đẩy vector (TVC) đã khiến nhiều khán giả ngạc nhiên khi thực hiện các động tác cơ động phức tạp gắn liền với tên tuổi dòng tiêm kích Su-27 và Su-35S của Nga.

Khi tiêm kích tàng hình J-20 ra mắt hồi cuối năm 2016, chúng vẫn sử dụng động cơ AL-31FM2 do Nga sản xuất. Trung Quốc sau đó lắp động cơ WS-10B cho J-20, nhưng mẫu động cơ này không phù hợp với tiêm kích tàng hình thế hệ 5, buộc Bắc Kinh phải thúc đẩy quá trình phát triển động cơ WS-15 cải tiến.

Truyền thông Trung Quốc từng tuyên bố khi được lắp động cơ WS-15, chiến đấu cơ J-20 sẽ có năng lực tác chiến "ngang hàng" tiêm kích thế hệ 5 F-22 của Mỹ. Tuy nhiên, năm 2018, nguồn tin giấu tên trong quân đội Trung Quốc cho biết một động cơ WS-15 đã nổ tung trong quá trình thử nghiệm trên mặt đất, làm chậm kế hoạch trang bị dòng này cho tiêm kích J-20 để bay diễn tập.

Theo nghiên cứu công bố năm 2022 của đơn vị trực thuộc Ủy ban Phát triển Tích hợp Quân sự - Dân sự tỉnh Hồ Nam, hỏng hóc cơ học là một trong những lỗi phổ biến nhất đối với động cơ phản lực do Trung Quốc chế tạo. Thiết kế kém, trình độ sản xuất thấp và thiếu kinh nghiệm trong khâu thử nghiệm, lắp ráp là các vấn đề thường thấy khác.

Có nhiều nguyên nhân dẫn đến tình trạng này. Đầu tiên là vì Nga biết Trung Quốc từng sao chép các khí tài của mình, nên không muốn bán hay giới thiệu những sản phẩm tốt nhất cho Bắc Kinh, theo trang Business Insider.

Moskva cũng không bán động cơ riêng lẻ mà chỉ chuyển giao kèm với tiêm kích, đồng thời áp dụng các công nghệ bảo vệ phức tạp, khiến việc sao chép trở nên khó khăn hơn.

Ví dụ, động cơ gắn trên lô tiêm kích Su-35S Nga bán cho Trung Quốc được phủ một lớp vật liệu chặn tia X-quang và các phương pháp soi chiếu khác. Hệ thống động cơ cũng được "hàn chết", khiến bộ phận này có thể bị phá hủy hoàn toàn nếu các kỹ sư tìm cách tháo rã để tiếp cận phần lõi bên trong.

Việc thành thạo kỹ thuật sao chép đảo ngược không đồng nghĩa Trung Quốc có thể dễ dàng tự phát triển động cơ phản lực từ con số không. Điều này đòi hỏi phải mất nhiều năm nghiên cứu chuyên sâu để tích lũy kiến thức công nghệ, cũng như thêm nhiều thế hệ để hoàn thiện.


Hai tiêm kích J-20 Trung Quốc bay trình diễn tại triển lãm hàng không Chu Hải hôm 15/11. Ảnh: AFP

Quan trọng nhất, sản xuất động cơ phản lực là quá trình cực kỳ phức tạp, đặc biệt là cho tiêm kích tàng hình.

"Có một số công nghệ thật sự là đỉnh cao của lĩnh vực sản xuất kỹ thuật và động cơ phản lực là một trong số đó", Timothy Heath, nhà nghiên cứu cấp cao về quan hệ quốc tế và quốc phòng tại viện nghiên cứu RAND, cho biết. "Rất khó để làm chủ công nghệ cao cấp này. Nhiều quốc gia đã thất bại, rất ít thành công".

Khó khăn lớn nhất nằm ở khâu luyện kim và gia công. Chỉ riêng một động cơ của máy bay dân dụng Boeing 747 đã có ít nhất 40.000 linh kiện, nhiệt độ bên trong có khả năng đạt mức khoảng 1.370 độ C, cánh quạt có thể quay hơn 3.000 vòng mỗi phút. Động cơ tiêm kích phải hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt hơn thế nhiều lần.

Tuy có thể sao chép thiết kế của động cơ, không dễ để lấy được bí quyết sản xuất bộ phận kim loại có khả năng chịu được nhiệt độ cao và quay với vận tốc lớn trong hàng nghìn giờ, chưa kể đến các yếu tố như lực cản của gió và sự hao mòn.

Dù vậy, Trung Quốc gần đây được cho là đạt một số bước tiến trong chương trình phát triển động cơ tiêm kích nội địa. Tất cả các phương tiện chiến đấu chủ chốt của nước này hiện đều được trang bị động cơ sản xuất và thiết kế ở trong nước, không còn phụ thuộc vào nguồn cung từ Nga.

Truyền thông Trung Quốc năm 2022 dẫn nguồn tin quân sự cho biết một phi cơ J-20 sử dụng động cơ WS-15 đã cất cánh, đánh dấu cột mốc quan trọng đối với chương trình đã bị trễ hẹn nhiều năm này.

Hồi giữa tháng 7, trên mạng xã hội xuất hiện hình ảnh một tiêm kích J-20 được trang bị động cơ WS-15 trên đường băng, đem tới cái nhìn chi tiết nhất từ trước đến nay về mẫu động cơ trên.

Dòng WS-15 có lực đẩy lớn hơn ít nhất hai tấn so với loại WS-10 hiện nay của tiêm kích J-20, giúp phi cơ này sở hữu động cơ mạnh hơn cả máy bay chiến đấu tàng hình F-22 Raptor của Mỹ, theo chuyên trang quân sự War Zone.

Tuy nhiên, màn trình diễn "nhiều khói đen" của chiếc J-35A ở triển lãm Chu Hải cho thấy Trung Quốc vẫn còn nhiều việc phải làm để khắc phục hoàn toàn "nỗi đau" trong chương trình phát triển động cơ phản lực của mình, theo bình luận viên Benjamin Brimelow của Business Insider.

VietBFsưu tập